在前面文章讨论中指出:由于在物理界面两边,汽相和液相之间,分子密度不同而成为在液体表面区内形成分子内压力的原因,这也是在表面区内形成表面张力的原因。因此可以预期,密度的高低,应对表面张力数值有所影响。界面化学中较成功地表示表面张力与密度关系的计算式为: [P]=Mσ0.25/(ρl-ρ0) [1-4-6]
[P]被称作讨论物质的等张比容,是一个近似与温度无关的数量。M为分子量,ρl和ρ0为讨论液体和蒸气的密度。由于分子量对密度的比值应为摩尔体积,故有一些文献认为可将等张比容当作是“对于分子间力的压缩效应作了改正之后的摩尔体积”。
已经证实,等张比容可近似认为具有结构加和性。也就是说讨论物质的等张比容可以认为是组成讨论物质的各原子或各功能基团的等张比容之和。很多有机化合物的等张比容均显示有这种加和性特征。为此曾应用这一特征,将讨论物质的等张比容与各种计算值比较以确定讨论物质的分子或功能基团的结构。但是如上所述等张比容这种加合性一定程度上也是近似的,在一些金属有机化合物中会出现反常现象,故而当近代光谱技术迅速发展的情况下,应用等张比容这一特性的必要性已大为降低了。
整理式[1-4-6]可得: σ=B(ρl-ρ0)4 [1-4-7]
此式在文献中曾有过不同意见,一些研究者对此式曾提出异议,认为此式不满足极限条件ρl → ρ0的要求。但亦有一些研究者支持此式,认为极限条件ρl → ρ0是在临界条件下出现的。此式可满足临界条件要求。
在文献中提出表示表面张力与密度关系的计算式还有:
σ=const(TC-T)P(ρ'-ρ'')q [1-4-8]
此式某种程度上是式[1-4-7]的修正式。对实验数据进行最小二乘法数据处理,得:
σ=K(TC-T)0.5(ρ'-ρ'')2.36 [1-4-9]